Question

氢化钙（CaH₂）固体是登山运动员常用的能源提供剂．氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气．氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取，图1是模拟制取装置．

（1）装置B的作用是______；装置D的作用是______；
（2）利用图1实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后装入药品；打开分液漏斗活塞，______（请按正确的顺序填入下列步骤的序号）．
①加热反应一段时间         ②收集气体并检验其纯度
③关闭分液漏斗活塞         ④停止加热，充分冷却
（3）为了确认进入装置C的氢气已经干燥，应在B、C之间再接一装置，该装置中加入的试剂是：______．
（4）甲同学设计一个实验，测定上述实验中得到的氢化钙的纯度．请完善下列实验步骤．
①样品称量  ②加入______溶液（填化学式），搅拌、过滤  ③______（填操作名称）④______（填操作名称）   ⑤称量碳酸钙
（5）乙同学利用图2装置测定上述实验中得到的氢化钙的纯度．他称取46mg 所制得的氢化钙样品，记录开始时注射器活栓停留在10.00mL刻度处，反应结束后充分冷却，活栓最终停留在57.04mL刻度处．（上述气体体积均在标准状况下测定）
试通过计算求样品中氢化钙的纯度：______．
（6）请你再设计一种氢化钙纯度的测定方法：______．

Answer

（1）氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气，H2在发生加热反应之前需要干燥，一般用无水氯化钙，防止空气中的水蒸气进入C装置；
（2）有气体参加加热或燃烧的反应需要首先验纯，实验完毕后先熄火、冷却，再停止气体生成，防止倒吸发生爆炸；
（3）检验是否干燥用无水硫酸铜，因为无水硫酸铜遇水变蓝色现象很明显；
（4）从最终称量碳酸钙可知，应加入碳酸盐溶液，使CaH2反应的同时得到碳酸钙沉淀，然后经过滤、洗涤、烘干、称量，确定纯度；
（5）由注射器D开始时活塞停留在10mL刻度处，反应结束后充分冷却，活塞最终停留57.04mL刻度处，可知生成氢气：57.04mL-10mL=47.04mL，所以氢气的质量为：×2g/mol=0.0042g=4.2mg，设混合物中氢化钙的质量为x，生成氢气质量为y，则钙的质量为46mg-x，钙与水反应生成氢气质量为4.2mg-y，根据方程式CaH2+2H2O═Ca（OH）2+2H2↑、Ca+2H2O═Ca（OH）2+H2↑，列方程计算x、y的值，再根据质量分数定义计算；
（6）称取一定量的样品（m1g），加入盐酸溶液至不再冒气泡（反应完全），然后将溶液蒸发得到氯化钙固体（m2g），根据m1、m2即可得到氢化钙的纯度．
【解析】
（1）氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气，H2在发生加热反应之前需要干燥，一般用无水氯化钙，故装置B的作用是：除去氢气中的水蒸气，装置D的作用是：防止空气中的水蒸气进入C装置，
故答案为：除去氢气中的水蒸气；防止空气中的水蒸气进入C装置；
（2）有气体参加加热或燃烧的反应需要首先验纯，实验完毕后先熄火、冷却，再停止气体生成，防止倒吸发生爆炸，故正确的操作顺序为：②①④③，
故答案为：②①④③；
（3）检验是否干燥用无水硫酸铜，因为无水硫酸铜遇水变蓝色现象很明显，
故答案为：无水硫酸铜；
（4）从最终称量碳酸钙可知，应加入碳酸钠溶液，使CaH2反应的同时得到碳酸钙沉淀，然后经过滤、洗涤、烘干、称量，确定纯度，
故答案为：Na2CO3；洗涤、烘干；
（5）由注射器D开始时活塞停留在10mL刻度处，反应结束后充分冷却，活塞最终停留57.04mL刻度处，可知生成氢气：57.04mL-10mL=47.04mL，所以氢气的质量为：×2g/mol=0.0042g=4.2mg，设混合物中氢化钙的质量为x，生成氢气质量为y，则钙的质量为46mg-x，钙与水反应生成氢气质量为4.2mg-y，则：
CaH2+2H2O═Ca（OH）2+2H2↑
42                  4
X                   Y
所以42：4=x：y，整理的y=
Ca+2H2O═Ca（OH）2+H2↑
40                2
46mg-x        4.2mg-y
所以40：2=（46mg-x）：（4.2mg-y），将y=代入，解得x=42mg，所以样品中氢化钙的纯度为：×100%=91.30%，
故答案为：91.3%
（6）称取一定量的样品（m1g），加入盐酸溶液至不再冒气泡（反应完全），然后将溶液蒸发得到氯化钙固体（m2g），根据m1、m2即可得到氢化钙的纯度，
故答案为：称取一定量的样品（m1g），加入盐酸溶液至不再冒气泡（反应完全），然后将溶液蒸发得到氯化钙固体（m2g），根据m1、m2即可得到氢化钙的纯度．